基于T-Scan的飞机蒙皮对缝测量与数据处理

摘要

数字化测量技术在飞机装配领域受到越来越广泛的应用。其中，三维扫描技术以其高效扫描，精确获得物体表面三维信息的特点在飞机装配领域引起越来越多的关注。在飞机蒙皮装配阶段，为了确保装配满足要求，需要对蒙皮对缝进行测量。传统的飞机蒙皮对缝测量方法精度较低，已难以满足现代飞机装配的要求。数字化、非接触、高精度、高效率的测量方式是飞机蒙皮对缝测量发展的趋势。
　　本文从飞机蒙皮对缝的测量需求出发，设计了基于T-Scan的飞机蒙皮对缝测量方案。提出了飞机蒙皮对缝数据处理方法，开发出相应测量软件。并通过实验验证其间隙测量误差不超过0.03mm，阶差测量误差不超过0.02mm。本文的主要研究内容如下：
　　（1）基于 T-Scan的飞机蒙皮对缝测量方案设计。针对局部测量直接得出结果的方式难以准确表达出各测量位置和测量结果的对应关系问题，本文在T-Scan扫描测量对缝的基础上，结合激光跟踪仪测量，设计了一种测量方案。由于T-Scan的扫描方式受到诸多光学上的限制，本文结合T-Scan的扫描原理，对其扫描约束条件进行研究。
　　（2）飞机蒙皮对缝数据处理方法研究。对 T-Scan采集到的蒙皮对缝数据结构和特点进行分析，结合点云数据处理包括数据去噪、滤波、精简、特征提取等方法，对适用于蒙皮对缝点云数据的处理方法进行研究。由于实际与理论蒙皮对缝有所不同，本文根据实际与理论对缝扫描数据的区别，对间隙阶差的计算方法进行研究。
　　（3）开发了基于T-Scan的飞机蒙皮对缝测量软件，实现测量过程控制及扫描数据的处理，使得测量位置、扫描数据与测量结果相对应。通过实验对本文研究内容和成果进行验证。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 对缝测量技术现状

1.3 三维扫描技术概述

1.4 本课题的主要研究内容与结构安排

第二章 飞机蒙皮对缝测量方案

2.1 引言

2.2 飞机蒙皮对缝测量需求分析

2.3 飞机蒙皮对缝测量系统

2.4 基于T-Scan的飞机蒙皮对缝测量方案设计

2.5 本章小结

第三章 飞机蒙皮对缝数据预处理

3.1 引言

3.2 点云数据结构

3.3 数据筛选

3.4 数据去噪

3.5 数据简化

3.6 本章小结

第四章 飞机蒙皮对缝数据处理

4.1 引言

4.2 对缝特征信息提取

4.3 阶差间隙计算

4.4 补偿

4.5 本章小结

第五章 实验与分析

5.1 引言

5.2 飞机蒙皮对缝测量软件

5.3 测量实验

5.4 误差分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文